中美专家综述植物免疫诱抗全球成果,ZNC被重点推荐

作者:蓬勃生物 2023/7/19 8:37:24
   2023年4月23日,一篇名为《Join the green team: Inducers of plant immunity in the plant diseasesustainable control toolbox》的文章被ELSEVIER出版社旗下的《Journal of Advanced Research》杂志接收,该文章是一篇综述性文章,主要对国内植物免疫诱

   2023年4月23日,一篇名为《Join the green team: Inducers of plant immunity in the plant diseasesustainable control toolbox》的文章被ELSEVIER出版社旗下的《Journal of Advanced Research》杂志接收,该文章是一篇综述性文章,主要对国内植物免疫诱导剂的可持续环境友好型病害防治技术进行了全面概述,并系统总结了植物免疫诱导剂应用在植物病害防治中的意义,重点描述了植物免疫诱导剂的研究进展,并且展望了植物免疫诱导剂的未来发展方向,为研究者提供理论参考。

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文章解析

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      植物天然拥有复杂而有效的防御机制,可抵抗多种病原体。基于植物免疫诱导剂的免疫诱导技术可以启动植物防御机制,大大降低植物病害的发生和严重程度。减少农用化学品的使用是减少环境污染、促进农业安全的有效途径。
      通过诱导宿主免疫、生态调控、生物防治、农业防治、理化防治、科学用药等技术手段,可以防治农作物病害,确保农业生产安全、农产品质量、保护农业生态环境。

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应用于农作物病害可持续防治的多项技术


      最新研究对植物防御分子机制的理解取得了显著进展,促进了农业植物保护诱导剂的开发。植物在局部组织中的先天免疫PTI 和 ETI 通常表现为两种不同的免疫信号通路,但最近的研究表明,这些通路具有相同的成分并协同作用来抵抗病原体感染;除了以上两种免疫机制外,植物还进化出诱导性系统抗性(ISR)和系统获得性抗性(SAR),以保护系统或未感染的组织。

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植物免疫系统四种模式图:

PTI、ETI、SAR 和 RNAi

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文章解析

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      那么,植物免疫诱抗剂是怎么发挥作用的呢?首先,植物免疫诱导剂被质膜受体或细胞内受体识别,例如模式识别受体(PRR)和激素受体。接下来,受体与一些蛋白质协同作用,通过多种信号转导途径向下游传递免疫信号,例如Ca2+、MAPK、植物激素(如ABA、ET、JA、SA)和蛋白质磷酸化(如磷酸化RBOHD)。最后,下游信号触发多种与疾病相关的免疫反应,从而增强对各种病原体的抵抗力。

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植物免疫诱导剂的作用方式图


      植物免疫涉及的多种化合物和天然产物被用作植物免疫诱导剂,作者将其分为五大类并作了详尽的描述,并且细致地介绍了细菌蛋白-harpins和水杨酸(SA)的免疫诱导作用方式。

低聚糖

(OGA)

β-葡聚糖、甲壳素、壳聚糖、海藻酸盐、低聚半乳糖醛酸

蛋白质

细菌蛋白-harpins、真菌蛋白质、卵菌蛋白、糖蛋白、肽

不饱和脂

肪酸


植物激素和

功能类似物

水杨酸(SA)、苯并噻二唑S-甲酯(BTH)、2, 6-二氯异烟酸和N-氰甲基-2-氯异烟酸、丙苯唑(PBZ)、糖精、油菜素类固醇(BR)

其他类型

的诱导剂

维生素B1、无机盐、非蛋白质氨基酸、壬二酸、3-磷酸甘油和脱氢松香醛

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细菌蛋白-harpins诱导植物免疫示意图模型

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水杨酸(SA)介导的系统获得性耐药(SAR)

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文章解读

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      诱导植物免疫具有以下特点:广谱性、延后性、耐久性、稳定性和安全性。这些特性促成了植物免疫诱导剂的商业化。BTH、PBZ、INA、NCI、MeJA、噻地尼(TDL)和智能聪(ZNC)等诱导剂作为商品化产品,已成功用作防治植物病害的农用化学品。作者还专门对智能聪(ZNC)产品进行了专业描述。

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全球已获得农药登记证的

植物免疫诱导剂

      ZNC是内生植物真菌Paecilomyces variotii的粗提物,在我国已广泛用作多种作物的免疫诱导剂。ZNC 作为一种新型、高效、环境友好的免疫诱导剂,增强植物对 Pst DC3000 的抵抗力,进一步的研究表明,ZNC 可以引发强烈的植物防御反应,如 RNA 沉默、H2O2 和 SA 积累,通过 SA 信号通路正向调节 RNA 沉默,增强烟草对低浓度马铃薯 X 病毒 (PVX) 感染的抵抗力。

      对于ZNC的描述,作者引用了两篇之前发表的ZNC相关文章,在这里为大家提供出处,方便大家进行查询研读。

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《内生真菌超高活性免疫诱导剂通过SA途径和RNA沉默诱导烟草对病毒的抗性》

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《拟青霉提取物与控释尿素协同提高氮素利用效率和水稻产量》




作者



结论


      近年来,诱导剂的研究与应用在绿色病害防治技术方面取得重大突破。以植物免疫诱导剂为基础的免疫诱导技术提高作物抗性,是病害绿色防控的理想方法,为植物保护开辟了新途径。在植物免疫诱导剂中,不同类型的植物激素及其功能类似物在农业病害的防治中提供了良好的前景。

      总体而言,应用植物免疫诱导剂控制病原菌对于生态环境保护、农业可持续发展以及粮食安全具有重要作用。


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